计算中心有效算力评测体系白皮书 国家人工智能标准化总体组 全国信标委人工智能分委会 二〇二二年七月计算中心有效算力评测体系白皮书 国家人工智能标准化总体组 全国信标委人工智能分委会 二〇二二年七月编写单位 （排名不分先后） 中国电子技术标准化研究院 鹏城实验室 北京航空航天大学 华为技术有限公司 中国移动通信有限公司研究院 中国电信股份有限公司研究院 中国联合网络通信有限公司研究院 上海依图网络科技有限公司 浪潮电子信息产业股份有限公司 飞腾信息技术有限公司 上海商汤阡誓科技有限公司 上海天数智芯半导体有限公司 摩尔线程智能科技（北京）有限责任公司 上海燧原科技有限公司 上海登临科技有限公司 北京登临科技有限公司 西安未来人工智能计算中心 成都智算中心 青岛人工智能计算中心 武汉人工智能计算中心 沈阳人工智能计算中心 大连人工智能计算中心 中原人工智能计算中心 河北人工智能计算中心 南京人工智能计算中心 编写组成员 （排名不分先后） 范科峰 董 建 张 群 徐 洋 鲍 薇 张 琦 余 跃 张叶红 董一川 栾钟治 谢海波 丁宝贵 曹晓琦 包振忠 聂永丰 孙锡军 崔 金 张 超 王迁涵 张婷婷 魏 华 雷 波 周舸帆 何 琪 曹 畅 张 岩 李建飞 赵春昊 许 源 李柏宏 康真健 王大伟 谷潇聪 田绍清 郭 文 余雪松 张钰勃 董龙飞 袁兆凯 姚建国 张亚林 张明洁 慈红斌 陈衡哲 汪宇波 刘 明 杨增君 穆勤学目 录 1 数字经济与算力建设… …………………………………… 1 1.1 算力建设助力计算中心高质量建设 ………………………… 1 1.2 通过有效算力实现“节能”+“增效”双轮驱动，促进计算 中心高质量建设 …………………………………………………… 2 2 计算中心算力评测现状…………………………………… 4 2.1 计算中心算力类型 …………………………………………… 4 2.2 计算中心算力评测方法 ……………………………………… 5 3 有效算力评测体系与应用……………………………… 7 3.1 有效算力的内涵 ……………………………………………… 7 3.2 有效算力评测体系 …………………………………………… 11 3.2.1 有效算力指标CUE ……………………………………… 11 3.2.2 有效算力指标CUE的计量方法 ………………………… 11 3.2.3 有效算力指标CUE的测试集与测试工具 ……………… 13 3.3 有效算力的应用场景 ………………………………………… 15 3.3.1 人工智能计算中心 ……………………………………… 16 3.3.2 一体化大数据中心 ……………………………………… 17 3.3.3 超算中心 ………………………………………………… 21 3.3.4 算力网络 ………………………………………………… 22 4 有效算力的标准与评测进展… ………………………… 25 4.1 人工智能场景有效算力标准现状 …………………………… 25 4.2 通用场景有效算力标准现状 ………………………………… 26 4.3 超算场景有效算力标准现状 ………………………………… 26 5 大力推进有效算力评测体系建设… …………………… 28 5.1 建议政策导向有效算力的先行先试 ………………………… 28 5.2 建议加快指标体系的标准化和工具化 ……………………… 29 5.3 建议通过组织承载并进行榜单发布 ………………………… 29 6 结语 …………………………………………………… 31核心表达 牵引以有效算力的衡量方式进行计算中心新型基础设施高质量建设 （含人工智能计算中心、一体化大数据中心、超算中心等），达到以业务 应用为牵引、以全栈优化为手段、以节能增效为目标的计算中心建设和评 测体系，提升计算中心新型基础设施建设的质量，以支撑数字经济等宏观 政策与顶层设计落地。 白皮书内容 白皮书提出有效算力和有效算力指标的概念。并给出有效算力的内 涵、定义、计量和评测方法，及有效算力和有效算力评测指标体系的应用 场景、标准进展与规划。白皮书内容将根据技术的发展逐步迭代，本篇内 容主要聚焦面向集约化建设的大型计算中心。- 1 - 1数字经济与算力建设 数据和算力资源是数字经济时代区域和国家竞争力的核心战略资源。 随着信息技术的快速发展，全球数字经济新型基础设施建设格局正面临深 刻改变。 数字经济呈现全新的运行规律。以数据流动和处理的自动化，化解复杂 系统的不确定性，实现资源优化配置，支撑经济高质量发展的经济新业态。 1.1算力建设助力计算中心高质量建设 2018年诺贝尔经济学奖获得者 William D. Nordhaus 在《计算过程》一 文中对算力进行定义：“算力是设备根据内部状态的改变，每秒可处理的 信息数据量”。《泛在算力：智能社会的基石》结合众多权威定义中算力 的特征，将算力定义为设备通过处理数据，实现特定结果输出的能力。 算力的主要载体之一是计算中心等新型基础设施。高质量的计算中心 建设，是支撑数字经济高质量发展的重要手段，这在人工智能、云计算、 区块链、大数据等数字经济重点领域尤为明显。与此同时，计算中心的高 速增长也带来了一系列能源消耗问题。高质量建设计算中心，通过“节 能”、“增效”两手抓以应对能源消耗问题，提升算力质量。 以计算中心为代表的算力基础设施，其算力总量1、算力效率2是新基 建的主要抓手。我国经过多年信息化工作的推进与积累，计算中心产业已 初具规模，同时随着新基建的快速推进，我国计算中心产业呈现出基数 大、增速高的局面，在算力总量上仅次于美国处于全球第二位，但算力效 率与应用水平上对比美国仍存在较大差距。计算中心建设需要从“靶场思 维”走向“战场思维”转变，着眼未来战略新兴行业布局，适度超前，前 1 算力总量：以全球服务器、芯片出货量统计的规格算力总量 2 算力效率：算力的使用效率计算中心有效算力评测体系白皮书- 2 - 瞻筹划，置身未来，围绕“算力效率”建设新一代算力基础设施。 计算中心能耗总量持续增加。过去十年间，我国计算中心整体用电量 以每年超过 10%的速度递增，预计从 2020年到 2030年，计算中心用电量占 全社会用电量的比例从2.7%增长至3.7%。 2018年全年共消耗1608.89亿千 瓦时电量，超过整个上海市用电量。计算中心是未来为数不多能源消耗占 社会总用电量比例持续增长的行业，因此，计算中心行业积极践行低碳节 能，为我国的绿色环保事业贡献力量。 促进我国计算中心低碳技术转型与高质量发展。集中力量攻克间接蒸 发冷却、有效算力提升、能源互联网、碳捕集利用与封存技术（CCUS） 等技术，通过节能技术与增效技术融合，促进计算中心向低碳、绿色、循 环方向发展。 计算中心高质量建设，需要合适的算力评测体系。计算中心建设受到 数字经济高质量发展要求的驱动，对计算中心高质量建设提出更高要求。 因此，如何有效评价一个计算中心建设的质量，如何牵引技术体系的高质 量发展，亟需建设一个合适的算力评测体系。 1.2通过有效算力实现“节能”+“增效”双轮驱动，促进 计算中心高质量建设 数字经济高速发展带来的是计算中心的快速扩张，而计算中心是未来 为数不多的、能源消耗占比持续增长的行业（过去十年间，我国计算中心 整体用电量以每年超过 10%的速度递增，预计从 2020年到 2030年，计算中 心用电量占比从2.7%增长至3.7%；以10年为期，电费占计算中心总成本的 60%3）。 3 数据来源：国网能源研究院、 36氪研究院 -新基建系列之： 2020年中国城市数据中心 发展指数报告